Current Transformer (CT)

1. Biến dòng là gì?

Máy biến dòng hay gọi tắt là biến dòng (tên tiếng anh là: Current Transformer – kí hiệu máy biến dòng CT), là thiết bị không thể thiếu trong hệ thống giám sát, đo lường điện năng.

Biến dòng là một loại máy biến điện áp thường được sử dụng để giảm một dòng điện xoay chiều (AC). Nó tạo ra một dòng điện trong cuộn thứ cấp của nó tỷ lệ với dòng điện đi qua nó.

Hình 1. Biến dòng

2. Cấu tạo

Một biến dòng (CT) bao gồm: 

  • Lõi thép có lỗ ở giữa.
  • Dây quấn thứ cấp.
  • Vỏ.
  • Chân đế.
  • Bu-lông, ốc, vít.

Hình 2. Cấu tạo của biến dòng

3. Phân loại

Phân loại theo cấu tạo: máy biến dòng dạng dây quấn, dạng vòng và thanh khối.

  • Máy biến dòng dạng dây quấn: Cuộn sơ cấp của máy biến dòng sẽ được kết nối trực tiếp với các dây dẫn để đo cường độ dòng điện chạy trong mạch. Cường độ dòng điện tronbiến dòng dạng vòng: “Vòng” sẽ không được cấu tạo ở cuộn sơ cấp. Thay vào đó, cường độ dòng điện chạy trong mạch sẽ được truyền và chạy thẳng qua khe cửa hay lỗg cuộn thứ cấp phụ thuộc vào tỷ số vòng dây quấn của máy biến dòng
  • Máy biến dòng dạng vòng: “Vòng” sẽ không được phép cấu tạo ở cuộn sơ cấp. Tuy nhiên, thay vào đó cường độ dòng điện được chạy trong mạch sẽ truyền và chạy thẳng qua các khe cửa hay lỗ hổng của “vòng” ở trong máy biến dòng. Hiện nay, một số máy biến dòng dạng vòng đã được cấu tạo thêm “chốt chẻ”, có nhiệm vụ giúp cho lỗ hổng hay khe cửa của máy biến dòng có thể mở được ra, cài đặt và đóng lại và không cần phải ngắt mạch cố định.
  • Máy biến dòng dạng khối: Đây là một trong các loại của máy biến dòng hiện nay được ứng dụng trong các loại dây cáp, thanh cái của mạch điện chính, gần giống như cuộn sơ cấp, nhưng chỉ có một vòng dây duy nhất. Chúng hoàn toàn tách biệt với nguồn điện áp cao vận hành trong hệ mạch và luôn được kết nối với cường độ dòng điện tải trong thiết bị điện.

Phân loại theo điện áp sử dụng: biến dòng hạ thế, biến dòng trung thế, biến dòng cao thế.

Ngoài ra còn có thêm biến dòng analog.

  • Là loại biến dòng có ngõ ra với tín hiệu là 4-20mA hoặc 0-10VDC. Biến dòng được sử dụng cho các relay bảo vệ động cơ, hoặc sử dụng tín hiệu này để đọc giá trị dòng điện sơ cấp, có thể kết nối trực tiếp với PLC.

Hình 3. Các loại biến dòng

4. Nguyên lý hoạt động

Biến dòng hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi dòng điện xoay chiều chạy qua một dây dẫn, xung quanh nó sẽ xuất hiện một điện trường, điện trường này cảm ứng lên cuộn dây và sẽ xuất hiện một dòng điện trong đó. Tỷ lệ dòng điện này được căn cứ vào số vòng dây của cuộn dây trên biến dòng.

Các tỷ lệ của biến dòng thường gặp là: 100/1, 100/5, 200/5, 500/5,….

Ví dụ một biến dòng có tỉ lệ 100/5, có nghĩa là khi dòng điện trên cuộn sơ cấp của biến dòng đạt 100A thì dòng điện cở cuộn sơ cấp sẽ có giá trị 5A.

5. Cách lắp đặt

Việc lắp đặt biến dòng rất đơn giản, chỉ cần cố định biến dòng lên tấm panel của tủ điện hoặc treo. Luồn dây dẫn xuyên qua lỗ trên biến dòng, chú ý chiều lắp đặt của biến dòng cho đúng, lắp ngược sẽ cho kết quả đo sai.

Để đọc được giá trị dòng điện trên dây dẫn, cần kết hợp với một Ampe kế. Có thể sử dụng loại Ampe kế dạng số hoặc điện tử đều được. Lưu ý là phải chọn Ampe kế tương ứng với tỉ số biến áp của biến dòng.

Hình 4. Cách lắp đặt

Hình 5. Các loại Ampe kế

6. Các chế độ hoạt động

Biến dòng có hai chế độ làm việc cơ bản: chế độ ngắn mạch và chế độ hở mạch. 

  • Chế độ ngắn mạch của dòng sơ cấp, thức cấp có phụ tải Z2: Tỷ số giữa dòng ngắn mạch sơ cấp trên dòng định mức gọi là bội số dòng của máy biến dòng. Khi bội số này lớn, sai số biến dòng tăng và sai số này còn phụ thuộc vào dòng thứ cấp hoặc tải. Thường với mạch bảo vệ, bội số dòng điện của biến dòng phải đạt giá trị sao cho sai số của nó dưới 10%.
  • Chế độ hở mạch thứ cấp: khi thứ cấp hở mạch, phía thứ cấp sẽ có điện áp cảm ứng với biên độ rất cao gây nguy hiểm cho người và các thiết bị thứ cấp. Để chống hiện tượng bảo hòa trong mạch từ, người ta còn chế tạo ra máy biến dòng có khe hở không khí hay còn gọi là biến dòng tuyến tính.

7. Ứng dụng

Biến dòng là thiết bị không thể thiếu trong hệ thống giám sát, đo lường điện năng. Nói một cách dễ hiểu thì máy biến dòng điện là thiết bị điện dùng để biến đổi dòng điện có trị số cao xuống dòng điện có trị số tiêu chuẩn. Để cung cấp điện áp an toàn cho mạch đo lường, điều khiển và bảo vệ.

Hình 6. Biến dòng được sử dụng trong các tủ điện

error: Real Group - Efficiency Projects